(57)【要約】【課題】光エネルギーを用いることにより成膜温度の低温化を図り、また光透過窓において成膜による光の透過が妨げられないようにすること。【解決手段】第１の反応容器と第２の反応容器とを用意し、更に第１、第２の反応容器の間で基板を搬送するための気密な搬送室を用意する。第１の反応容器には第１の原料ガス例えばジクロロシランガスを供給する第１のガス供給部を設け、第２の反応容器には第２の原料ガス例えばアンモニアガスを供給する第２のガス供給部と光照射部例えばエキシマーランプとを設ける。先ず第１の反応容器内にて基板を加熱してジクロロシランガスの単分子層を形成し、次いでこの基板を第２の反応容器に搬送してアンモニアガスを基板表面に供給すると共にエキシマーランプからの光エネルギーにより、基板表面のジクロロシラン分子とアンモニアとを反応させ窒化シリコン膜を成膜する。このサイクルを例えば２回以上行う。【選択図】      図１
2005019499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体が搬入される第１の反応容器と、第１の原料ガスを前記第１の反応容器内に供給する第１のガス供給部と、を備え、被処理体の表面に第１の原料ガスの分子を吸着させる第１の反応部と、
この第１の反応部にて処理が行われた被処理体が搬入される第２の反応容器と、そのガス単独では成膜が行われない第２の原料ガスを前記第２の反応容器内に供給する第２のガス供給部と、光エネルギーを被処理体の表面に与える光照射手段と、を備え、被処理体の表面に吸着されている第１の原料ガスの分子と第２の原料ガスの分子とを、前記光エネルギーにより反応させて反応生成物を得る第２の反応部と、
前記第１の反応部にて処理された被処理体を第２の反応部に搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
第１の反応部内に搬入された被処理体を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
第２の反応部内に搬入された被処理体を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
第１の反応容器の開口部を気密に塞ぐ第１のシャッター機構と、第２の反応容器の開口部を気密に塞ぐ第２のシャッター機構と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項５】
搬送手段は、被処理体が載置され、第１の反応容器内の処理雰囲気または第２の反応容器内の処理雰囲気に置かれる載置部と、この載置部を第１の反応容器と第２の反応容器との間で移動させる駆動機構と、第１の反応容器の開口部または第２の反応容器の開口部を気密に塞ぐシール部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
第２のガス供給部は、第２の反応部に設けられる代わりに第１の反応部に設けられ、第１の反応部にて被処理体の表面に第１の原料ガスの分子及び第２の原料ガスの分子が吸着されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項７】
被処理体を第１の反応容器内に搬入する工程と、
前記第１の反応容器内に第１の原料ガスを供給して被処理体の表面に第１の原料ガスの分子を吸着させる工程と、
次いで前記被処理体を第１の反応容器から第２の反応容器内に搬送する工程と、
そのガス単独では成膜が行われない第２の原料ガスを前記第２の反応容器内に供給すると共に光エネルギーを被処理体の表面に与え、被処理体の表面に吸着されている第１の原料ガスの分子と第２の原料ガスの分子とを、前記光エネルギーにより反応させて反応生成物を得る工程と、を備え、
上述の各工程からなる一連の工程を少くとも１回以上行うことを特徴とする成膜方法。
【請求項８】
第１の原料ガスの分子を吸着させる工程は、被処理体を加熱しながら行うことを特徴とする請求項７記載の成膜方法。
【請求項９】
前記光エネルギーにより反応させて反応生成物を得る工程は、被処理体を加熱しながら行うことを特徴とする請求項７または８記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記被処理体を第１の反応容器から第２の反応容器内に搬送する工程は、第１のシャッター機構により第１の反応容器の開口部を開いて第１の反応容器から被処理体を搬出する工程と、被処理体を第２の反応容器内に搬入した後、第２のシャッター機構により第２の反応容器の開口部を閉じる工程と、を含むことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１１】
被処理体は載置部に載置された状態で第１の反応容器内に搬入されて、第１の原料ガスの分子が吸着され、次いで前記載置部に載置されたまま第２の反応容器内に搬入されて、第１の原料ガスの分子と第２の原料ガスの分子との反応生成物が得られることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１２】
第２の原料ガスは、第２の反応容器にて供給される代わりに第１の反応容器にて供給され、第１の反応容器にて被処理体の表面に第１の原料ガスの分子及び第２の原料ガスの分子が吸着されることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料ガスの反応により被処理体に対して成膜を行う成膜装置及び成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスは、高集積化に伴って多層構造が採用され、また薄膜化、微細化が進んでいることから、半導体製造工程における熱処理プロセスについて、前工程で形成された膜に対する熱履歴をできるだけ少なくするために低温化が要請されている。例えばＣＭＯＳのソース、ドレイン間には不純物を拡散する拡散層が形成され、この拡散層は益々浅くなる傾向にあるが、その後の熱処理プロセスにおいてプロセス温度が高いと拡散層が熱により再拡散してその深さが設計値よりも大きくなってしまう。また一部のデバイスの電極材料については、ニッケルを使用することが検討されているが、ニッケルの融点は低いため、低温プロセスの実現化が要請されている。
【０００３】
例えば窒化シリコン膜は、比誘電率が高いことから物理的膜厚が大きくてもシリコン酸化膜と同等の電気的特性が得られ、リーク電流の防止効果が大きいなどゲート絶縁膜として有望な膜である。この窒化シリコン膜は、例えばジクロロシランガスとアンモニアガスとを減圧雰囲気において７７０℃程度のプロセス温度で反応させて半導体ウエハ（以下ウエハという）上に成膜される（例えば特許文献１）。しかしながら上述の事情によりこの成膜プロセス温度を下げる技術を開発する必要に迫られている。
【０００４】
一方例えば図８に示す装置が提案されている。この装置は、処理室１１、加熱手段が内蔵された載置台１２、窓部材１３、窓部材１３内に設けられたガス供給部１４、光源室１５及びエキシマー光源などの光源部１６を備えており、載置台１２上に基板１０を載置した後、所定の真空雰囲気まで減圧し、ガス供給部１４から処理ガスを処理室１１内に供給すると共に光源部１６から基板１０に光を照射して基板１０上に成膜するものである。この手法によれば、光エネルギーにより処理ガスを励起して成膜反応をアシストしているので、プロセス温度を低下させることができる利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１―３０８０８５号公報：段落００１８
【特許文献２】特開２００２―３０５１５３号公報：段落００２９、図１
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図９に示す装置は、基板１０の表面のシリコンが処理ガスにより酸化、窒化されるような反応であれば適用できるが、例えば２種類の原料ガスの反応により成膜を行う場合には、窓部材１３にも成膜されてしまうため、光の透過が妨げられてしまう。このため適用できるガス種が限定されてしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は光エネルギーを用いることにより成膜温度の低温化を図り、また光透過窓において成膜による光の透過が妨げられるという不具合がない成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る成膜装置は、被処理体が搬入される第１の反応容器と、第１の原料ガスを前記第１の反応容器内に供給する第１のガス供給部と、を備え、被処理体の表面に第１の原料ガスの分子を吸着させる第１の反応部と、
この第１の反応部にて処理が行われた被処理体が搬入される第２の反応容器と、そのガス単独では成膜が行われない第２の原料ガスを前記第２の反応容器内に供給する第２のガス供給部と、光エネルギーを被処理体の表面に与える光照射手段と、を備え、被処理体の表面に吸着されている第１の原料ガスの分子と第２の原料ガスの分子とを、前記光エネルギーにより反応させて反応生成物を得る第２の反応部と、
前記第１の反応部にて処理された被処理体を第２の反応部に搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明において、「前記光エネルギーにより反応させて反応生成物を得る」とは、光エネルギーと共に他のエネルギー例えば熱エネルギーを併用して反応生成物を得る場合も含む意味である。またこの発明は、第１の反応部内に搬入された被処理体を加熱手段で加熱するようにしてもよいし、また第２の反応部内に搬入された被処理体を加熱手段で加熱するようにしてもよい。前記搬送手段は、被処理体が載置され、第１の反応容器内の処理雰囲気または第２の反応容器内の処理雰囲気に置かれる載置部と、この載置部を第１の反応容器と第２の反応容器との間で移動させる駆動機構と、第１の反応容器の開口部または第２の反応容器の開口部を気密に塞ぐシール部とを備えた構成としてもよい。
【０００９】
また本発明では、例えば第１の反応容器の開口部を気密に塞ぐ第１のシャッター機構と、第２の反応容器の開口部を気密に塞ぐ第２のシャッター機構とが設けられる。また第２の原料ガスは、第２の反応部にて被処理体に供給する代わりに第１の反応部にて被処理体に供給するようにしてもよく、この場合第１の反応部にて被処理体の表面に第１の原料ガスの分子及び第２の原料ガスの分子が吸着されることとなる。
【００１０】
本発明によれば、光エネルギーにより反応を促進させるようにしているため、成膜温度の低温化を図ることができる。そして原料ガスの吸着を行う反応容器とは別に光エネルギーを与えるための反応容器を設けているため、光透過窓が成膜されて光の透過が妨げられるという不具合がない。
【００１１】
本発明に係る成膜方法は、被処理体を第１の反応容器内に搬入する工程と、
前記第１の反応容器内に第１の原料ガスを供給して被処理体の表面に第１の原料ガスの分子を吸着させる工程と、
次いで前記被処理体を第１の反応容器から第２の反応容器内に搬送する工程と、
そのガス単独では成膜が行われない第２の原料ガスを前記第２の反応容器内に供給すると共に光エネルギーを被処理体の表面に与え、被処理体の表面に吸着されている第１の原料ガスの分子と第２の原料ガスの分子とを、前記光エネルギーにより反応させて反応生成物を得る工程と、を備え、
上述の各工程からなる一連の工程を少なくとも１回以上行うことを特徴とする。
【００１２】
前記被処理体を第１の反応容器から第２の反応容器内に搬送する工程の例としては、第１のシャッター機構により第１の反応容器の開口部を開いて第１の反応容器から被処理体を搬出する工程と、被処理体を第２の反応容器内に搬入した後、第２のシャッター機構により第２の反応容器の開口部を閉じる工程と、が含まれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の成膜装置の実施の形態について説明する。この成膜装置は図１に示すように互いに横方向に隣接する第１の反応部２及び第２の反応部３を備えている。第１の反応部２は気密な第１の反応容器２１を備えており、この反応容器２１の上部には、第１の原料ガスを供給するガスシャワーヘッド４が被処理体であるウエハＷが載置される載置台６２に対向するように設けられている。このガスシャワーヘッド４は、下面側に多数のガス孔４１が穿設されると共に、ガス供給路であるガス供給管４２を介して第１の原料ガスこの例ではジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスの供給源であるガス供給源４３と希釈ガスである窒素（Ｎ２）ガスのガス供給源４４とに接続されている。Ｖ１、Ｖ２はバルブ、４５、４６は流量調整部であるマスフローコントローラであり、この例ではガスシャワーヘッド４、ガス供給管４２及びガス供給源４３、４４などにより第１のガス供給部が構成されている。第１の反応容器２１の底部には、被処理体であるウエハＷが搬入出される開口部２２が形成されており、この開口部２２を閉じる第１のシャッター機構１００が設けられている。
【００１４】
第２の反応部３は気密な第２の反応容器３１を備えており、この反応容器３１の上部には、第２の原料ガスを供給するガス供給管５が設けられている。このガス供給管５は第２の原料ガスこの例ではアンモニア（ＮＨ３）ガスの供給源であるガス供給源５１と窒素ガスのガス供給源５２とに接続されている。Ｖ３、Ｖ４はバルブ、５３、５４は流量調整部であるマスフローコントローラである。この例では、ガス供給管５、ガス供給源５１、５２などにより第２のガス供給部が構成されている。
【００１５】
更に第２の反応容器３１の上部には載置台６２に対向するように光照射手段３２が設けられており、この例では光照射手段３２は、内面が光反射面とされるハウス３３内に光源であるバリア放電エキシマーランプ３４を配置し、ハウス３３の下面に光透過窓３０を設けて構成される。なお３３ａは光照射手段３２の配置空間と処理雰囲気とを気密に区画するためのプレートである。第２の反応容器３１の底部には、被処理体であるウエハＷが搬入出される開口部３５が形成されており、この開口部３５を閉じる第２のシャッター機構２００が設けられている。
【００１６】
第１の反応容器２１及び第２の反応容器３１の下方側には反応容器２１及び３１と気密に区画された搬送室６が設けられ、この搬送室６内にはウエハＷを第１の反応容器２１と第２の反応容器３１との間で搬送するための搬送手段６０が設けられている。この搬送手段６０は、図２にも示すように前記開口部２２、３５を気密に閉じる蓋体６１と、この蓋体６１の上に設けられ、ウエハＷを加熱するための加熱手段をなす例えば抵抗発熱体からなるヒータ６２ａを備えた載置部である載置台６２と、蓋体６１を昇降させかつ横方向に移動させるための駆動機構６３と、を備えている。蓋体６１の表面部には第１の反応容器２１あるいは第２の反応容器３１の底壁との間を気密にシールするためのシール材であるＯリング６１ａ（図１参照）が取り付けられている。駆動機構６３は、図２に示すように蓋体６１を保持するアーム６３ａと、このアーム６３ａを昇降させるための昇降機構６３ｂと、この昇降機構６３ｂを水平移動させるための水平移動機構６３ｃと、を備えている。載置台６２には、前記搬送室６とゲートバルブＧ１を介して気密に区画された予備室７１内の搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しができるようにウエハＷを載置面から浮かせることができるように図示しない例えば３本の昇降ピンが内蔵されている。
【００１７】
更に搬送室６内には、第１の反応容器２１の開口部２２を開閉するための蓋体２３を昇降自在に駆動する第１のシャッター機構１００と、第２の反応容器３１の開口部３５を開閉するための蓋体３６を昇降自在に駆動する第２のシャッター機構２００とが設けられており、これら蓋体２３、３６には夫々Ｏリング２３ａ、３６ａ（図１参照）が取り付けられている。図２には蓋体２３とこの蓋体２３を昇降させる昇降機構２３ｂとが示されている。蓋体２３、３６の下限位置は搬送手段６０が水平移動するときの高さ位置よりも下方側になるように設定されている。
【００１８】
前記搬送室６と、例えば多関節アームからなる搬送アーム７２が配置された予備室７１とが、ゲートバルブＧ１を介して気密に接続されると共に、この予備室７１には、ゲートバルブＧ２を介してキャリア室７３が気密に接続されている。キャリア室７３は、ウエハＷを所定枚数棚状に保持したキャリアＣを載置する昇降台７４と、このキャリアＣを搬入あるいは搬出するための開口部７５を開閉するゲートドアＧＤとを備えている。
【００１９】
また第１の反応容器２１、第２の反応容器３１、搬送室６及び予備室７１には、夫々排気管８１、８２、８３及び８４が接続され、これら排気管８１〜８４はそれぞれ自動圧力調整機能及び遮断機能を備えたＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ゲートバルブ８５〜８８を介して真空排気手段である真空ポンプ８に接続されると共に、夫々排気管８１、８２、８３及び８４には、圧力センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４が設けられている。ＡＰＣゲートバルブ８５〜８８は、制御部８０内のシーケンスプログラムに基づいて出力される圧力制御信号と圧力センサＳ１〜Ｓ４からの信号とによって制御され、その結果第１の反応容器２１、第２の反応容器３１、搬送室６及び予備室７１内の圧力が予め設定された圧力値に調整される。
【００２０】
更にまた搬送室６、予備室７１及びキャリア室７３には夫々パージガスである窒素ガスを供給するためのガス供給管６４、７６及び７７が接続されており、これらガス供給管６４、７６及び７７は、夫々バルブＶ５、Ｖ６及びＶ７を介して窒素ガスのガス供給源７８に接続されている。
【００２１】
次に上述の成膜装置の作用について説明する。先ず被処理体である基板例えばウエハＷが複数枚収納されたキャリアＣが外部からキャリア室７３内に搬入され、ゲートドアＧＤが閉じられる（図１参照）。このときキャリア室７３内は窒素ガス雰囲気かつ陽圧とされており、また装置内への大気の進入を防ぐためにゲートバルブＧ１、Ｇ２が閉じられている。続いてゲートバルブＧ２が開かれた後、搬送アーム７２によりキャリアＣ内のウエハＷが取り出されて予備室７１内に搬入されゲートバルブＧ２が閉じられる。その後予備室７１内がＡＰＣゲートバルブ８８により搬送室６内の真空度と同等の真空度に制御される。
【００２２】
その後図３（ａ）に示すようにゲートバルブＧ１が開かれ、搬送アーム７２が搬送室６内に進入して、既述の載置台６２上に設けられた図示しない昇降ピンとの協働動作によりウエハＷが搬送手段６０の載置台６２の上に受け渡される。このとき第１の反応室２１の開口部２２及び第２の反応室３１の開口部３５は、夫々蓋体２３及び３６により閉じられている。そしてゲートバルブＧ１が閉じられた後、図３（ｂ）に示すように搬送手段６０が第２の反応容器３１の下方側に退避し、次いで蓋体２３が下降して第１の反応容器２１の開口部２２が開く。しかる後搬送手段６０が第１の反応容器２１の下方側に水平移動し、更に上昇して搬送手段６０の蓋体６１により開口部２２が気密に閉じられる。図の矢印の符号は動作の順番を示している。
【００２３】
こうして図３（ｃ）に示すようにウエハＷが第１の反応容器２１内に搬入されると、第１の反応容器２１内の環境が処理雰囲気に整えられる。即ちＡＰＣゲートバルブ８５により処理圧力例えば１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以下の所定の圧力に調整され、また載置台６２に内蔵されているヒータ６２ａ（図１参照）によりウエハＷが例えば２００〜６００℃の間で設定された処理温度に加熱される。そして上記の処理圧力に調整しながらガスシャワーヘッド４から第１の原料ガスであるジクロロシランガスを第１の反応容器２１内に供給すると、ジクロロシランの分子がウエハＷの表面に物理吸着されて単分子層が形成される。図４（ａ）にこの様子を模式的に示しておく。
【００２４】
しかる後ジクロロシランガスの供給を止め、ガスシャワーヘッド４からパージガスである不活性ガス例えば窒素ガスを３０秒間反応容器２１内に供給してから、窒素ガスの供給を止めて真空ポンプ８により引き切り状態とする。次いで図５（ａ）に示すように搬送手段６０を下降させ更に第２の反応容器３１の下方側まで水平移動させた後、蓋体２３を上昇させて第１の反応容器２１の開口部２２を閉じる。続いて図５（ｂ）に示すように搬送手段６０を第１の反応容器２１の下方側まで水平移動させ、蓋体３６を下降して第２の反応容器３１の開口部３５を開くと共に、搬送手段６０を移動させてウエハＷを第２の反応容器３１内に搬入し、蓋体６１により当該開口部３５を気密に閉じる。
【００２５】
こうして図５（ｃ）に示すようにウエハＷが第２の反応容器３１内に搬入されると、第２の反応容器３１内の環境が処理雰囲気に整えられる。即ちガス供給管５から窒素ガスを流しながらＡＰＣゲートバルブ８６により処理圧力例えば１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以下の所定の圧力に調整され、また載置台６２に内蔵されているヒータ６２ａ（図１参照）によりウエハＷが例えば２００〜６００℃の間で設定された処理温度に加熱される。そして上記の処理圧力に調整しながらガス供給管５から第２の原料ガスであるアンモニアガスを第２の反応容器３１内に供給すると共にエキシマーランプ３４からエキシマー光（真空紫外線）をウエハＷに照射する。ウエハＷ表面には、載置台６２内のヒータ６２ａの加熱による熱エネルギーに加えてエキシマー光による光エネルギーが与えられるので、図４（ｂ）に示すように、ジクロロシランの分子とアンモニアの分子とが反応して窒化シリコン（ＳｉｘＮｙ）の単分子層が生成されると共に、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）が副生成する。
【００２６】
しかる後アンモニアガスの供給を止め、ガス供給管５からパージガスである不活性ガス例えば窒素ガスを３０秒間反応容器３１内に供給してから、窒素ガスの供給を止めて真空ポンプ８により引き切り状態とする。次いで図６（ａ）に示すように搬送手段６０を下降させ更に第１の反応容器２１の下方側まで水平移動させた後、蓋体３６を上昇させて第２の反応容器３１の開口部３５を閉じる。
【００２７】
以上の工程によりウエハＷの表面に窒化シリコンの単分子膜が成膜された後、ジクロロシランガスの吸着工程及びアンモニアガスの反応工程のサイクルを複数回繰り返して窒化シリコン分子を積層し、所定の膜厚例えば１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さの窒化シリコン膜が得られる。なお上記のサイクルは複数回行ってもよいが、１回のみ行ってウエハＷを搬出してもよく、そのサイクル数は、要求される膜厚に応じて設定される。ウエハＷに対して所定のサイクル数が実行された後、図６（ｂ）に示すようにゲートバルブＧ１が開かれ、搬送手段６０に載置されているウエハＷは搬送アーム７１により予備室７２内に搬出され、既述と逆の工程によりキャリアＣ内に戻される。
【００２８】
搬送室６０及び予備室７１の間でウエハＷの搬送を行うときの雰囲気については、上述の例に限らず、例えば搬送室６０及び予備室７１を窒素ガスによる大気圧雰囲気としてもよく、この場合搬送室６内にウエハＷが搬入されてゲートバルブＧ１が閉じられた後、搬送室６内を真空引きすればよい。
【００２９】
上述の実施の形態によれば、エキシマーランプ３４による光エネルギーにより、ジクロロシランとアンモニアとの反応を促進させて窒化シリコン膜を成膜するようにしている。つまり反応に必要なエネルギーの一部を光エネルギーによりアシストしているため、加える熱エネルギーがその分少なくて済み、結果として処理温度を低くすることができる。このため半導体製造工程において前工程で形成された膜に対して熱履歴の影響を抑えることができると共に、電極材料として融点の低い材料を用いることができることからデバイス設計の自由度が大きくなる。
【００３０】
そしてウエハＷの表面へのジクロロシランの吸着を第１の反応容器２１で行い、光エネルギーのアシストによるアンモニアとジクロロシランとの反応を第２の反応容器３１で行っているので、第２の反応容器３１においてはウエハＷ上でしか成膜がされず、またアンモニアはそれ自体では成膜が起こらないので、この結果エキシマーランプ３４の光が透過する光透過窓３０には成膜されない。従って処理を繰り返し行っても、予定としている光強度で光エネルギーをウエハＷの表面に供給することができる。またプラズマを用いずに光エネルギーにより成膜をアシストしていることからウエハＷの表面に対するダメージは実質全くない。
【００３１】
本発明の成膜装置は上述の構成に限らず例えば図７に示すように構成してもよい。この例では第１の反応部２及び第２の反応部３を上下に配置し、第１の反応容器２１及び第２の反応容器３１の側面にウエハＷの搬送口２４、３７を夫々形成してゲートバルブＧ３、Ｇ４により開閉するように構成されている。また第１の反応容器２１及び第２の反応容器３１に隣接して搬送室９が設けられ、この搬送室９内には、昇降自在な例えば多関節アームからなる搬送手段９０が設けられている。この装置においては、図示しない予備室から搬送手段９０にウエハＷが受け渡された後、搬送手段９０から第１の反応容器２１内の載置台２５に受け渡され、ここで処理されたウエハＷは搬送手段９０により第２の反応容器３１内の載置台３８に搬送されて処理されることとなる。
【００３２】
窒化シリコン膜を生成するための第１の原料ガスとしては、ジクロロシランガスの他、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）ガス、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６）ガス、ビスターシャルブチルアミノシラン（Ｃ８Ｈ２２Ｎ２Ｓｉ）ガスなどを用いることができる。また本発明は窒化シリコン膜を成膜することに限らず、他の薄膜を成膜する場合にも適用できる。具体例を挙げれば、第１の原料ガスとしてＴＥＯＳ（テトラエチルシリケート：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）を用いると共に、第２の原料ガスとして酸素ガスを用い、ウエハ上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を成膜するプロセス、
第１の原料ガスとして四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを用いると共に第２の原料ガスとしてアンモニアガスを用い、ウエハ上にチタンナイトライド（ＴｉＮ）膜を成膜するプロセス、
第１の原料ガスとして四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを用いると共に第２の原料ガスとして水素（Ｈ２）ガスを用い、ウエハ上にチタン（Ｔｉ）膜を成膜するプロセス、などである。
【００３３】
なお第１の原料ガスは、そのガス単独で成膜が行われるガスであってもよいが、第２の原料ガスとしては、光透過窓３０への反応生成物の堆積を防止するためにアンモニアガスや酸素ガスなどのようにそのガス単独では成膜が行われないガスであることが必要である。また第１の反応容器２１内にて第１の原料ガスをウエハＷの表面に物理吸着させるにあたっては、必ずしもウエハＷを加熱しなくてもよく、また第２の反応容器３１内においては、光エネルギーと加熱エネルギーとを併用せずに光エネルギーのみをウエハＷ表面に与えるようにしてもよい。なお被処理体としてはウエハに限らず例えば液晶ディスプレイ用のガラス基板などであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、原料ガスを用いて被処理体上に成膜するにあたって光エネルギーにより反応を促進させるようにしているため、基板の加熱温度を低くすることつまり成膜温度の低温化を図ることができ、またプラズマ照射などに比べて被処理体の表面の損傷が抑えられる。更にまた原料ガスを基板に吸着させるための反応室と光エネルギーを基板に照射して反応生成物を得るための反応室とを別々に設けているため、光透過窓が成膜されて光の透過が妨げられるという不具合がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置を示す縦断側面図である。
【図２】上記の成膜装置に用いられる搬送手段を示す斜視図である。
【図３】上記の成膜装置において、第１の反応室内にウエハを搬入する様子を示す説明図である。
【図４】第１の反応室における基板表面の状態及び第２の反応室における基板表面の状態を模式的に示す説明図である。
【図５】上記の成膜装置において、第１の反応室から第２の反応室にウエハを搬送する様子を示す説明図である。
【図６】上記の成膜装置において、第１の反応室から第２の反応室にウエハを搬送する様子を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る成膜装置を示す断面図である。
【図８】従来の熱処理装置を示す略解構成図である。
【符号の説明】
Ｗ          半導体ウエハ
２          第１の反応部
２１        第１の反応容器
２２        開口部
２３        蓋体
２４        開口部
２５        載置台
３          第２の反応部
３０        光透過窓
３４        エキシマランプ
３５        開口部
３６        蓋体
３７        開口部
３８        載置台
４          ガスシャワーヘッド
５          ガス供給管
６          搬送室
６０        搬送手段
６１        蓋体
６２        載置台
７１        予備室
７２        搬送アーム
７３      キャリア室
Ｃ        キャリア
８１〜８４    排気管
９        搬送室
９１      搬送手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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